机械硬盘的组成(基本概念)

供稿:hz-xin.com     日期:2024-05-05
一个机械硬盘由下面五个部分组成(这里只包含核心部分,像金属介质、磁化材料不会涉及)

硬盘中一般会有多个盘片组成,每个盘片包含两个面,每个盘面都对应地有一个读/写磁头。受到硬盘整体体积和生产成本的限制,盘片数量都受到限制,一般都在5片以内,但随着机械硬盘越来越大,盘片也有上百的,具体数量取决于硬盘厂商。盘片的编号自下向上从0开始,如最下边的盘片有0面和1面,再上一个盘片就编号为2面和3面。

下图显示的是一个盘面,盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道,从圆心向外画直线,可以将磁道划分为若干个弧段,每个磁道上一个弧段被称之为一个扇区(图践绿色部分)。扇区是磁盘的最小组成单元,通常是512字节。(由于不断提高磁盘的大小,部分厂商设定每个扇区的大小是4096字节)

硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。柱面,其实是个“虚”的东西!它是分开的。物理上不是一体的。只是在空间上,它类似于一个桶的桶壁一样。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。 如下图

存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数
图3中磁盘是一个 3个圆盘6个磁头,7个柱面(每个盘片7个磁道) 的磁盘,图3中每条磁道有12个扇区,所以此磁盘的容量为:
存储容量 6 * 7 * 12 * 512 = 258048
每个磁道的扇区数一样是说的老的硬盘,外圈的密度小,内圈的密度大,每圈可存储的数据量是一样的。新的硬盘数据的密度都一致,这样磁道的周长越长,扇区就越多,存储的数据量就越大。

寻道时间:磁头从开始移动到数据所在磁道所需要的时间,寻道时间越短,I/O操作越快,目前磁盘的平均寻道时间一般在3-15ms,一般都在10ms左右。
旋转延迟:盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间,旋转延迟取决于磁盘转速。普通硬盘一般都是7200rpm,慢的5400rpm。
数据传输时间:完成传输所请求的数据所需要的时间。
小结一下:从上面的指标来看、其实最重要的、或者说、我们最关心的应该只有两个:寻道时间;旋转延迟。
读写一次磁盘信息所需的时间可分解为:寻道时间、延迟时间、传输时间。为提高磁盘传输效率,软件应着重考虑减少寻道时间和延迟时间。

虽然知道了机械硬盘的大致组成结构,但是要回答下面几个问题,还是比较难的,需要进行更深入的研究:

机械硬盘的原理是什么?
答:机械硬盘即是传统普通硬盘,主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。磁头可沿盘片的半径方向运动,加上盘片每分钟几千转的高速旋转,磁头就可以定位在盘片的指定位置上进...

什么是机械硬盘
答:机械硬盘就是传统的普通硬盘,主要由磁盘、磁头、磁盘主轴和控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等组成。磁头可以沿磁盘的半径方向移动,磁盘以每分钟几千转的高速旋转,这样磁头就可以定位在磁盘的指定位置读写数据。

什么是「机械硬盘」?它由哪些部分组成?
答:机械硬盘的核心元件包括盘片,这是一种磁性材料制成的薄片,上面记录着数据。磁头则是硬盘的灵魂,它像一只无形的触手,悬浮在盘片上方,通过感应磁性变化来读取和写入信息。当硬盘工作时,盘片会以高速旋转,磁头则跟随其运动...

机械硬盘由哪些结构组成?
答:不管是哪一种机械硬盘,基本都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。

机械硬盘是什么
答:机械硬盘即是传统普通硬盘,主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、...

什么是固态硬盘 什么是机械硬盘
答:1、固态硬盘(SSD):简称固盘,固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在...

什么是固态硬盘和机械硬盘
答:机械硬盘就是我们最初的传统硬盘,它主要是由数据转换器,接口,缓存等8个部分组成的。固态硬盘(SSD),固态硬盘是由固态电子存储芯片阵列而组成的硬盘。主要由控制单元以及存储单元组成。机械硬盘(HDD)主要就是应用于我们的...

简述硬盘的内部结构和组成部分
答:硬盘最基本的组成部分是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片,通常包含一个或多个这样的盘片,封装在一个密封的容器内,不同容量硬盘的盘片数不等。每个盘片有两面,都可记录信息。每个磁道被分成许多扇形的区域,每个...

笔记本电脑里面装的是什么类型的盘,固态硬盘和机械硬盘的区别是...
答:机械硬盘(HDD)即传统型普通硬盘,主要由:盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上,每张盘片之间是平行的,在每个盘片的存储面上有一...

机械硬盘通常简写成
答:机械硬盘通常简写成HDD。机械硬盘机械硬盘HDD是Hard Disk Drive的缩写,是电脑当中的最基本的电脑存储器,电脑中常说的电脑硬盘。目前硬盘一般常见的磁盘容量为80G、128G、160G、256G、320G、500G、750G、1TB、2TB等等。硬...